Đồ án môn học Thiết kế dụng cụ cắt kim loại
1 LỜI NĨI ĐẦU Dụng cụ cắt đóng vai trò rất quan trọng trong lĩnh vực gia cơng cơ khí, nó trực tiếp tác động vào q trình sản xuất các sản phẩm cơ khí, cơng cụ sản xuất và máy móc thiết bị cho nền kinh tế quốc dân. Việc nắm bắt được vai trò quan trọng của dụng cụ cắt gọt kim loại cũng như khả năng thiết kế, chế tạo, tối ưu hố là một cơng việc rất khó nó đòi hỏi người làm cơng tác kỹ thuật có khả năng và trình độ nhất định. Mặt khác, việc thiết kế dụng cụ cắt có ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời việc thiết kế dụng cụ cắt cũng phải đảm bảo tính khả thi, tính kinh tế và các u cầu kỹ thuật khác … Ở đây, với đồ án mơn học “ Thiết kế dụng cụ cắt kim loại” là rất cần thiết và quan trọng đới với mỗi sinh viên, nó giúp sinh viên làm quen và biết cách thiết kế dụng cụ cắt cho cơng tác sau này. Ngồi việc vận dụng các kiến thức đã được học, các tài liêu thiết kế … em được sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của các thầy cơ trong bộ mơn, đặc biệt là Thầy giáo hướng dẫn trực tiếp đã giúp em hồn thành đồ án này. Tuy nhiên, trong q trình thiết kế khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự chỉ bảo tận tình của các thầy để em thực sự vững vàng khi ra trường nhận cơng tác. Em xin chân thành cảm ơn. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 2 PHẦN I. THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH Đề bài : Thiết kế dao tiện định hình hình tròn để gia cơng chi tiết như hình vẽ. Vật liệu gia cơng thép 45 có b σ = 600 N/mm 2 . D d 1 d 2 d 3 d 4 l 1 l 2 l 3 l 4 l 5 35 30 20 33 28 6 12 15 19 25 D d 1 d 2 d 3 d 4 l 1 l 2 l 3 l 4 l 5 I. CHỌN KIỂU DAO ĐƯỢC THIẾT KẾ: 1. Nghiên cứu chi tiết: - Chi tiết gồm các mặt tròn xoay , mặt cơn , mặt đầu - Chi tiết có chiều dài , chiều cao prơfin nhỏ . - Độ chính xác khơng có u cầu gì đặc biệt - Vật liệu thép có b σ = 600 N/mm 2 . 2. Chọn loại dao Chọn dao tiện định hình hình tròng á thẳng . II. XÁC ĐỊNH THƠNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DAO. Thơng số cơ bản của dao tiện định hình là góc trước γ và góc sau α . THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 3 Với vật liệu gia cơng là thép 45 ta chọn α = 12 0 γ = 22 0 . III. CHỌN ĐIỂM CƠ SỞ Điểm cơ sở được chọn là điểm nằm ngang tâm chi tiết và xa chuẩn kẹp nhất , đó là điểm 3 trên hình vẽ . Tại điểm cơ sở 3 có α = 12 0 và γ = 22 0 . Góc sắc của dao 0 γ = γ + α = 22 0 + 12 0 = 34 0 . Tại điểm cơ sở ta có 1 Ψ = 0 Góc sau trong tiết diện pháp : N α = 3 0 IV. KÍCH THƯỚC KẾT CẤU CỦA DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH 1. Kết cấu của dao : - Chiều sâu cắt lớn nhất của chi tiết được gia cơng : t max = 2 minmax dd − ( d max = d 3 = 33 mm , d min = d 2 = 20 mm ) t max = 2 2033 − = 6,5 (mm) Tra bảng 2-6 ( Trang 9 – HDTK DCCKL tập 1 ) ta có : Chọn dao tiện định hình hình tròn có sử dụng lỗ truốt : D = 50 , d = 13 , d 1 = 20 , b max = 9 , K = 3 , D 1 = 28 , d 2 = 5 , r = 1 . V. TÍNH TỐN PRƠFIN DAO Sơ đồ tính tốn THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 4 r 3 = r 4 r 5 = r 6 r 1 = r 2 r 7 = r 8 γ B 3 = B 4 B 1 = B 2 B 7 = B 8 B 5 = B 6 C 8 C 2 C 6 H 3,4 1,2 7,8 5,6 R 3,4 R 1,2 R 7,8 k ε 5,6 ε 3,4 R 5,6 α Chiều cao gá dao k = 25sin12 0 = 5,197 Chiều cao mài dao H = Rsin( α + γ ) = 25Sin34 0 = 13,979 mm ε 3 = α 3 + 3 γ = 12 0 + 22 0 = 34 0 ( Điểm cơ sở ) B 3 = R 3 .Cos 3 ε = 25.Cos34 0 = 20,72 mm C 2 = C 1 = r 2 Cos γ 2 - rCos γ γ 2 = arcSin( 2 r r Sin γ ) = arcSin( 15 10 Sin22 0 ) = 14,46 0 C 2 = 15Cos14,46 0 - 10.Cos22 0 = 5,25 mm. B 2 = B 3 - C 2 = 20,72 – 5,25 = 15,47 mm tg 2 ε = 2 B H = 47,15 98,13 = 0,903 ⇒ 2 ε = 41,10 0 R 2 = 2 ε Sin H = 0 10,41 98,13 Sin = 20,85 mm . C 7 = C 8 = r 8 Cos γ 8 - rCos γ γ 8 = arcSin( 8 r r Sin γ ) = arcSin( 14 10 Sin22 0 ) = 15,52 0 C 8 = 14Cos15,52 0 - 10.Cos22 0 = 4,24 mm. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 5 B 7 = B 8 = B 3 - C 8 = 20,72 – 4,24 = 16,48 mm . tg 8 ε = 8 B H = 48,16 98,13 =0,847 ⇒ 2 ε = 40,28 0 R 8 = 8 ε Sin H = 0 28,40 98,13 Sin = 21,61 mm . C 5 = C 6 = r 6 Cos γ 6 - rCos γ γ 6 = arcSin( 6 r r Sin γ ) = arcSin( 5,16 10 Sin22 0 ) = 13,12 0 C 6 = 16,5Cos13,12 0 - 10.Cos22 0 = 6,79 mm B 5 = B 6 = B 3 – C 6 = 20,72 – 6,79 = 13,93 tg 6 ε = 6 B H = 93,13 98,13 =1,003 ⇒ 2 ε = 45,10 0 R 6 = 6 ε Sin H = 0 10,45 98,13 Sin = 19,73 mm . VI . TÍNH CHIỀU RỘNG CỦA GIAO TIỆN: Chọn chiều rộng lưỡi cắt phụ a = 3 mm Chiều rộng lưỡi cắt xén mặt đầu c = 2 mm Chi tiết có phần vát nên ϕ = 45 0 Chiều cao của lưỡi cứt đứt t ≤ t max = 6,5 mm Chiều rộng lưỡi cắt đứt b = 5 mm Chiều rộng b 1 = 1mm Vậy chiều dài dao L = l 5 + a + c +b + b 1 = 25 + 3 + 2 + 5 + 1 = 36 mm VII . ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT CỦA DAO 1. Vật liệu phần cắt : thép gió P18 Vật liệu phần thân: thép 40X hoặc thép 45, hoặc thép CT6 2. Độ cứng sau nhiệt luyện Phần cắt HRC 62 – 65 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 6 Phần thân HRC 35 – 45 3.Độ nhám Mặt trước và mặt sau khơng lớn hơn Ra 0,25 Mặt tựa rãnh khơng lớn hơn Ra 0,5 Các mặt còn lại khơng lớn hơn Ra 2,0 4. Mối hàn phần cắt và phần thân bằng hàn tiếp xúc bảo đảm độ đồng đều mối hàn ( chỉ dùng đối với dao lăng trụ ) 5. Sai lệch góc sắc ( tương ứng với γα + ) khơng q ± 1 0 6. Nhãn hiệu sản phẩm - Nơi sản xuất ĐHBK HN - Vật liệu làm dao P18 - Kích thước khn khổ dao - Góc trước γ = 22 0 , Góc sau α = 12 0 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 7 PHẦN II. THIẾT KẾ DAO XỌC RĂNG Đề bài Thiết kế dao xạo răng để gia cơng bánh răng trụ răng thẳng vật liệu là thép 45 có b σ = 650 N/mm 2 Góc ăn khớp α = 20 0 Mơđun m = 2 Đường kính d = 100 Cấp chính xác A I. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ Dựa và mơđun của bánh răng ta tra bảng 17 – VIII Sách HDTK DCC tập 2 trang 163 ta chọn dao xọc răng hình đĩa có Số răng Z = 50 Đường kính vòng chia d = 100 Đường kính vòng đỉnh D e = 107,31 S = 3,99 h’ = 3,66 1.Số răng dao xọc răng Z u = m D ∂ = 2 100 = 50 2. Thơng số hình học phần cắt - Góc trước trên đỉnh răng b γ theo dao xọc tiêu chuẩn lấy bằng 5 0 - Góc sau theo dao xọc tiêu chuẩn lấy α đ = 6 0 - Góc sau ở mặt bên oc α trong tiết diện pháp tuyến của prơfin răng dao tại điểm đã cho được xác định như sau : tg oc α = tg α b .Sin α n Trong đó góc prơfin α n của răng dao xọc được tính theo cơng thức : tg α n = bb tgtg tg γα α .1− ∂ THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 8 Ở đây ∂ α là góc prơfin của bánh răng được cắt , lấy ∂ α = 20 0 . Như vậy ta có : tg α n = bb tgtg tg γα α .1− ∂ = 00 0 5.61 20 tgtg tg − = 0,3673 Vậy α n = arctg0,3671 = 20 0 10’14’’ Thay α n vào biểu thức tính tg oc α ta được tg oc α = tg α b .Sin α n = tg6 0 .Sin20,208 0 = 0,0363 3. Đường kính dang nghĩa của dao xọc D ∂ = m.Z u = 2x50 = 100 mm 4 . Xác định khoảng cách khởi thủy a Ta có cơng thức xác định khoảng cách khởi thuỷ như sau : a = b d tg m α ξ . max Trong đó maxd ξ là hệ số dịch chỉnh dao lớn nhất Ta có chiều dày đỉnh răng dao xọc S eu = 03752,0.25838,0 −m = 03752,02.25838,0 − = 0,6937 S’ e = 2 6937,0 = 0,3468 Theo đồ thị với Z u = 50 và với S’ e = 0,3468 ta tra được maxd ξ = 0,60 Vậy a = b d tg m α ξ . max = 0 6 2.60,0 tg = 11,42 mm 5. Tính tốn các kích thước răng dao xọc trong tiết diện tính tốn khởi thuỷ - Chiều cao đầu răng : h’ = 1,25.m = 1,25.2 = 2,5 mm - Chiều cao chân răng : h’’ = 1,25.m = 1.25.2 = 2,5 mm - Chiều cao tồn bộ răng : h = h’ + h’’ = 2,5 + 2,5 = 5 mm 6. Đường kính vòng tròn cơ sở THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 9 d 0 = m.Z m .Cos α n = 2.50.Cos20,208 0 = 93,87 mm 7. Xác định kích thước theo mặt trước - Chiều dày răng theo vòng chia S u∂ = 2 . m π + u S ∂ ∆ + 2. maxd ξ .m.tg ∂ α = 2 2.14,3 + 0 + 2.0,6937.2.tg6 0 = 3,43 mm - Chiều cao đỉnh răng dao xọc h' = m ( f' + c' ) + a.tg b α = 2.1,25 + 11,41.tg6 0 = 3,69 mm - Đường kính vòng tròn đỉnh răng D eu = m.Z u + 2m.( f' + c' ) + 2a.tg ∂ α = 2.50 + 2.2.1,25 + 2.11,41.tg6 0 = 107,31 mm - Đường kính vòng tròn chân răng dao xọc D iu = D eu - 2.h = 107,31- 2.5 = 97,31 mm trong đó h là chiều cao tồn bộ răng dao xọc 8. Bản vẽ chế tạo và ghi các điều kiện kỹ thuật cần thiết để chế tạo dao : II. ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT 1. Vật liệu chế tạo dao : Thép gió P18 hoặc P9 2. Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62-64HRC 3. Độ nhám - Mặt trước của dao khơng lớn hơn Ra 0,5 - Mặt tựa trong dao và mặt cán dao Ra ≤ 1,0 - Mặt lỗ dao xọc hình đĩa , mặt tựa ngồi Ra ≤ 0,5 4. Hiệu số lớn nhất bước vòng kề nhau khơng được q 0,005 mm 5. Sai số tích luỹ bước vòng khơng q 0,045 6. Độ đảo tâm của vòng tròn cơ sở với trục dao ≤ 0,02 mm 7. Độ đảo vòng đỉnh đối với trục dao ≤ 0,015 mm THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 10 8. Độ khơng vng góc giữa trục dao với các mặt tựa ≤ 0,005 mm 9. Độ đảo mặt đầu của mặt trước xác định trên vòng chia của dao xọc răng ≤ 0,02 mm 10. Sai lệch đường kính lỗ gá ≤ 0,005 mm 11. Sai lệch giới hạn của đường kính vòng đỉnh khơng q ± 0,25 mm 12. Sai lệch góc trước khơng q ± 30' 13.Sai lệch góc sau trên đỉnh răng khơng q ± 5' 14.Nhãn hiệu - Nhà máy sản xuất ĐHBK HN - Mơ đun m = 2 - Số răng Z = 50 - Đường kính vòng chia danh nghĩa D ∂ = 100 mm - Góc ăn khớp 20 0 - Cấp chính xác của dao : A - Vật liệu thép P18 - Năm sản xuất 2003. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN [...]... N III THI T K DAO TRU T TR L TRỊN bài : Thi t k dao tru t l tr tròn có c p chính xác H6 , v t li u thép 45 có σ b = 650 N / mm 2 có thơng s kích thư c sau : ư ng kính l sau khi tru t D = 25 mm dung sai c p H6 ư ng kính l trư c khi tru t d = 24 ±0,1 mm Chi u dài chi ti t Lc = 32 mm I PHÂN TÍCH CHI TI T 1 Phân tích chi ti t : - Chi ti t gia cơng là l tr có ư ng kính D = 25 mm - Chi ti t gia cơng L = 32... Theo u c u chi ti t gia cơng như ch n sơ u bài, gia cơng l tr tròn ta tru t ăn d n a dc df Sz 3 Ch n dao Chi u dài gia cơng L = 32 mm khá l n nên ta ch n lo i dao tru t kéo K t c u dao như sau : 11 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 1 4 D2 D1 L1 L2 5 6 D3 2 L3 L4 L0 1 Ph n k p 5 ph n làm vi c 2 ph n c dao 6 ph n nh hư n sau 3 ph n cơn chuy n ti p 4 ph n nh hư ng trư c Trong 6 ph n k t c u c a dao tru t, ph... dao 2 II XÁC NH THƠNG S HÌNH H C C A DAO 2 III CH N I M CƠ S 3 IV KÍCH THƯ C K T C U C A DAO TI N NH HÌNH 3 V TÍNH TỐN PRƠFIN DAO 3 VI TÍNH CHI U R NG C A GIAO TI N: 5 VII I U KI N K THU T C A DAO 5 PH N II THI T K DAO X C RĂNG 7 I CÁC BƯ C THI T K 7 PH N III THI T K DAO TRU T TR L TRỊN 11 I PHÂN TÍCH CHI TI T 11 II TÍNH TỐN... THƯ C CHI U DÀI DAO TRU T 1 kho ng cách t u dao n răng c t th nh t c a dao : 17 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Thµnh m¸y B¹c t× m©m cỈp Chi tiÕt lx Lh Lm Lb L4 L0 Chi u dài t u dao n răng c t th nh t c a dao L0 = Lx + Lh +Lm + Lb +L5 Lx là chi u dài ph n u dao l p vào mâm c p ư c tiêu chu n hố, Lx=70 mm Lh khe h gi a m t u mâm c p và thành máy, thư ng l y t 5 - 10 mm, ta l y Lh = 10 mm Lm chi u dày thành... i dao tru t l tr , ph n nh hư ng phía sau có th l y ng d ng v i hình d ng l gia cơng , hay có th l y tèon v i ư ng kính l ã tru t sai l ch ki u l p L3 D4 = D = 25 mm 5 ư ng kính c i v i dao tru t có ư ng kính l n và chi u dài dao l n c ng v ng c a dao khi tru t , thư ng ph i dùng l p vào ph n c n luynet B c giá có ư ng kính D5 b ng ư ng kính c a b c tăng ư c ( kèm theo máy) VI XÁC NH KÍCH THƯ C CHI. .. a dao tru t l tr tròn có nh hư ng r t l n bóng b m t gia cơng, l c tru t và chi u dài dao n i v i v t li u thép 45 theo b ng III-3 ( HDTK DCCKL t p 1 ) ta có : SZ = 0,03 mm ó ta có : T - Răng x t tinh th nh t Sz1 = 0,7.0,03 = 0,021 ( mm) - Răng c t ting th hai Sz1 = 0,4.0,03 = 0,012 ( mm ) - Răng c t tnh th ba Sz3 = 0,25.0,03 = 0,0075 ( mm) Ph i khơng gian ch a phoi vì khơng gian chưa phoi c a dao. .. d cu n phoi và thốt phoi v i chi u r nh lư i c t l n ph i thi t k rãnh chia phoi - Góc sau rãnh chia phoi l y t 3 - 5 0 - S lư ng rãnh chia phoi dao tru t tr tra theo b ng III-13 ( HDTH DCCKL) ta có n = 12 rãnh 20 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 60° 1 r 0,3 X I U KI N K THU T C A DAO TRU T L TR 1.V t li u làm dao thép P18 2 c ng sau nhi t luy n - Ph n c t và ph n - Ph n u dao 40 - 45 HRC - Ph n c t và... là khơng gian kín S c b n c a răng ph i l n Prơfin c a m t rãnh ph i trơn tru, khơng có ư ng g p khúc và là 2 cung tròn n i ti p nhau 2 Hình d ng và kích thư c rãnh Tuỳ thu c vào u c u gia cơng và lo i v t li u gia cơng mà ta ch n hình d ng c a rãnh Rãnh ch a phoi ph i có hình d ng và kích thư c sao cho khi c t phoi thốt d dàng theo m t trư c cu n xo n u và n m g n trong rãnh ây, v t li u gia cơng... thép 45 có c ng trung bình, c d o, khi tru t t o phoi dây nên rãnh dao ư c thi t k có 2 cung tròn n i ti p t α f phoi d cu n l i R nhau ( d ng rãnh lưng cong ) γ 13 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 3 Tính tốn khơng gian ch a phoi Khi gia cơng v t li u d o , u c u khi c t phoi ph i cu n thành m t cu n tròn như hình v : Sơ tính tốn khơng gian ch a phoi : h S Lc Lư ng dư răng c t - Lư ng dư c t tinh Atinh... t.ZC = 8.22 = 176 mm 4 Chi u dài ph n răng s a úng LSD = L6 = tsd Zs = t.Zs = 8x5= 40 mm 5 .Chi u dài ph n nh hư ng sau : L7 = 0,75.32 = 24 mm 6 .Chi u dài ph n c (n u có ) L8 =( 0,5 ÷ 0,7 ) DC 7 Chi u dài c a dao ttru t L = L0 + LC + Ls + L7 = 150 + 176 + 40 + 24 = 390 mm L = 390 < 40.D4 = 40 24 = 960 mm Tho mãn i u ki n c ng v ng cho phép VII TÍNH L C TRU T DAO C T L c tru t c a dao ư c xác nh theo